DE309588C

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Publication number: DE309588C
Application number: DENDAT309588D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVr 309588 KLASSE 88«. GRUPPE

EDMOND FULPIUS in GENF, Schweiz.

in Tätigkeit gesetzten Auslaßvorrichtung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Mai 1918 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vermeidung von Druckerhöhungen in einer eine oder mehrere Wasserturbinen . speisenden Leitung.

Die Einrichtung besitzt, wie andere bekannte, demselben Zweck dienende Einrichtungen, eine Auslaßvorrichtung, die durch einen Geschwindigkeitsregler nur dann in Tätigkeit gesetzt wird, wenn eine rasche Schließung des Gliedes erfolgt, welches die von der Turbine aufgefangene Wassermenge regelt. Sie unterscheidet sich aber dadurch von den andern, daß allein die Öffnung der Auslaßvorrichtung diese rasche Schließung des die Wassermenge regelnden Gliedes verursachen kann und dies, indem in einen dieses Glied eintreibenden Servomotor die ganze Menge einer zur Schließung der Auslaßvorrichtung dienenden Druckflüssigkeit oder ein Teil dieser Druckflüssigkeit befördert wird.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung schematisch dargestellt, und zwar veranschaulicht die einzige Figur einen Längsschnitt durch dieses Ausführungsbeispiel.

In dieser Figur ist α eine Druckleitung, die eine nicht dargestellte Turbine durch eine Düse b speist; c ist ein entlastetes Ventil, das auf der Leitung α angeordnet und imstande ist, wenn rasche Entlastungen der Turbine erfolgen, den der Belastungsverminderung entsprechenden Bruchteil der Wassermenge abzulassen; c¹ ist eine Scheibe des Ventils; c² ist eine Antriebsstange der Scheibe; c³ ist ein Entlastungskolben für diese Scheibe; f ist ein Kolbenmotor, dessen Kolben p¹ mit dem Entlastungskolben c³ einen Differentialkolben bildet; p² ist die kleine Fläche dieses Kolbens, auf welche der Druck einer Flüssigkeit 0 wirkt, welche das Bestreben hat, das Ventil zu öffnen; pⁱ ist die große Fläche des Kolbens, auf welcher der Druck einer anderen Flüssigkeit lastet, die normalerweise danach strebt, das Ventil zu schließen; r ist die Zuführungsleitung der Flüssigkeit 0 zur Kammer p³ ; f ist ein einfach wirkender Servomotor; δ¹ ist das Glied zur Regelung der durch die Turbine hindurchströmenden Wassermenge, da es dem Drucke der Leitung α unterworfen ist, stets das Bestreben hat, die Düse b zu öffnen; f³ ist eine Pleuelstange, welche dieses Glied mit dem Kolben f^z des Servomotors verbindet; f⁵ ist die Servomotorkammer, in welcher der Druck der die Schließung der Düse δ bewirkenden Flüssigkeit. o¹ ausgeübt wird; g ist eine Steuervorrichtung, deren Kolbenschieber g¹ die Zuführung und den Auslaß der Flüssigkeit o¹ durch den Kanal f^e steuert; h ist ein

Hebel, der bei h¹ durch die Stange s eines nicht dargestellten Geschwindigkeitsreglers betätigt wird, bei h³ an der Stange des Servomotorkolbens angelenkt und bei A² mit der Stange g² des Kolbenschiebers g¹ verbunden ist; r² ist ein Hahn zur Regelung der Menge der Flüssigkeit o¹, weiche die Leitung r¹ an die die Steuerungsvorrichtung mit dem Servomotor p verbindende Leitung abgibt.

ίο Die Wirkungsweise des veranschaulichten Ausführungsbeispieles ist folgende:

Wenn der Lauf der Turbine ein normaler ist und für irgendeine Turbinenbelastung, die einer bestimmten öffnung der Düse b, d. h.

dem Schließen des Kanals f^e durch den Kolbenschieber g¹ entspricht, wird das Auslaßventil durch den Druck, der Flüssigkeit o¹ geschlossen gehalten, der mit voller Wirkung die große Fläche des Kolbens p^l belastet.

Falls eine rasche Entlastung der Turbine erfolgt, so versohiebt die Stange s des Geschwindigkeitsreglers das Ende h¹ des Hebels h rasch von unten nach oben, der, indem er um h³ schwingt, den Kolbenschieber g¹ der

Steuerungsvorrichtung g so hebt, daß die Kammer f⁵ des Servomotors mit der Kammer p⁵ des Kolbenmotors durch das Rohr q in Verbindung gesetzt wird. Wenn also der in p^B durch den Kolbenmotor p erzeugte Druck größer vorgesehen ist, als der Gleichgewichtsdruck des Servomotors f, was immer möglich ist, bringt eine ausreichende Hebung des Kolbenschiebers g¹ eine Verminderung des Druckes im Räume p⁵ mit sich, wodurch eine öffnung des Ventils c und gleichzeitig eine Schließung der Düse b infolge der in die Kammer f ⁵ des Servomotors beförderten Flüssigkeitsmenge hervorgerufen werden. Wenn andererseits die Durchmesser und die Hübe der Kolben p¹, f^z so vorgesehen sind, daß die Zylindervolumina des Kolbenmotors und des Servomotors, die einer und derselben öffnung des die Wassermenge steuernden Gliedes und des Ventils entsprechen, einander gleich sind und daß

weiter die Änderung der durch diese Organe strömenden Wassermengen dem Hube der Kolben p¹, f² direkt proportional ist, so ist es klar, daß für irgendeine Entlastung der Turbine, die gleichzeitige Bewegung dieser beiden Organe keine Änderung in der durch die Leitung strömenden Wassermenge, d. h. keine Druckerhöhung mit sich bringt, und dies welches auch die'Schließgeschwindigkeit der Düse b sei.

Nach einer solchen Schließung wird das Ventil c langsam durch die Druckflüssigkeit o^l geschlossen, welche durch die Leitung r¹ geliefert wird; indem diese Flüssigkeit die Kammer p^s ausfüllt, befördert sie die Flüssigkeit 0 aus der Kammer p³. Die Schließgeschwindigkeit dieses Ventils c hängt also einzig von der durch die Leitung r¹ strömenden Flüssigkeitsmenge ab; nun kann diese Flüssigkeitsmenge mittels des Nadeibahnes r^z geregelt werden, um theoretisch keine Druckerhöhung in der Leitung α zu verursachen.

Wenn eine langsame Entlastung der Turbine stattfindet, so ist die Hubbewegung des Kolbenschiebers g¹ nicht ausreichend, um den Druck in der Kammer p⁵ auf einen solchen Wert herabzumindern, daß das Ventil c sich öffnen kann. Die Düse h wird einzig und allein durch die Flüssigkeit o¹ geschlossen, welche an den Servomotor f durch die Leitung r¹ geliefert wird; die Schließgeschwindigkeit dieser Düse kann somit für einen gegebenen Durchmesser des Servomotorzylinders nicht größer sein, als diejenige, welche das Ventil besitzt, wenn es einer raschen Entlastung der Turbine zufolge geschlossen wird; in diesem Fall auch kann keine unerwünschte Druckerhöhung in der Leitung a vorkommen.

Falls eine Zunahme der Turbinenbelastung erfolgt, so geht der Kolbenschieber g¹ hinünter, indem er der Bewegung der Reglerstange s folgt, und setzt somit die Kammer f⁵ des Servomotors mit dem Auslaß g* der Steuerungsvorrichtung in Verbindung, wodurch eine öffnung der Düse b verursacht wird, bis zu der Zeit, zu welcher der Hebel h den Kolbenschieber g¹ in die Ruhelage zurückgebracht hat, die in der Fig. 1 angegeben wird und der neuen Turbinenbelastung entspricht. Während dieser öffnungsbewegung bleibt das Ventil c geschlossen, wie im Falle einer langsamen Entlastung. Es wird angenommen, daß die öffnungsgeschwindigkeit der Düse durch die Bewegung selbst des Reglers oder unter Zuhilfenahme irgendeines anderen bekannten Mittels geregelt wird.

Die Dauer der Schließbewegung des Entlastungsventils könnte unter Zuhilfenahme eines anderen Mittels geregelt werden, z. B. unmittelbar durch die in der Zeiteinheit beförderte Flüssigkeitsmenge einer Pumpe, die den Servomotor und den Kolbenmotor speisen würde.

Die zum Antrieb des Servomotors und des Kolbenmotors dienende Druckflüssigkeit kann auch unmittelbar durch aus der Leitung a entnommenes Druckwasser geliefert werden.

Die Einrichtung, wie sie mit Bezug auf. die Figur beschrieben wurde, kann auch dann angewendet werden, wenn die Leitung mehrere voneinander unabhängige Turbinen speist. In diesem Falle erhält das Auslaßventil solche Abmessungen, die der größten durch diese Turbinen in der Zeiteinheit strömenden Wassermenge entsprechen, und wird der KoI-benmotor p ebenfalls entsprechend dimensioniert.

Claims

Patent-An sprttch e:
ι. Vorrichtung zur Vermeidung von Druckerhöhungen in einer eine Wasserturbinenleitung mit einer beim Schluß der Wasserregelungsvorrichtung durch einen Geschwindigkeitsregler in Tätigkeit gesetzten Auslaßvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß allein die öffnung der Auslaßvorrichtung (c) diese rasche Schließung des die Wassermenge regelnden Gliedes (δ¹) verursachen kann, indem in einem dieses Glied antreibenden Servomotor (f) die ganze Menge einer zur Schließung der Auslaßvorrichtung dienenden Druckflüssigkeit oder ein Teil dieser Druckflüssigkeit befördert wird.
. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließung der Auslaß vorrichtung (c) durch einen Kolbenmotor (P) hervorgerufen wird, der durch irgendeine Druckflüssigkeitsquelle gespeist ~ wird und imstande ist, Druckflüssigkeit während der öffnung der Auslaßvorrichtung zu befördern.
3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Beförderung der Druckflüssigkeit durch den Kolbenmotor (p) nötige Kraft durch Druckflüssigkeit geliefert wird, die aus einer andern Quelle herkommt, wie diejenige, die für die Schließung der .Aüslaßvorrichtung (c) benutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.